جوش اولتراسونیک ، فناوری جوشکاری پلاستیکی اولتراسونیک را اتخاذ می کند ، که انرژی الکتریکی با فرکانس بالا را از طریق مبدل های اولتراسونیک به انرژی لرزش مکانیکی تبدیل می کند و سپس با تغییر دامنه از طریق دستگاه بنر ، انرژی لرزش مکانیکی را به سر جوش منتقل می کند. هنگامی که سر جوش به سطح محصول فرآوری شده نزدیک می شود ، امواج اولتراسونیک به طور خودکار تولید می شوند و باعث لرزش میکرو دامنه در سطح محصول فرآوری شده می شوند. اصطکاک با سطح محصول فرآوری شده آن را به گرما تبدیل می کند و محصول فرآوری شده را قبل از جوشکاری ذوب می کند. با توجه به عملکرد جوشکاری نقطه ، جوشکاری نسبتاً کامل تر است و با تعویض سر جوش می توان اثرات مختلف جوشکاری را بدست آورد.
سونوگرافی چیست؟
از پریدن پرندگان گرفته تا فریادهای شیشه شکسته - صداها فقط چیزی نیستند که با گوش خود می شنویم. با لرزش مکانیکی یک جسم تولید می شود. این نه تنها در هوا بلکه در هر محیط الاستیک از جمله گازها ، مایعات و مواد جامد نیز رخ می دهد.
امواج اولتراسونیک نمونه ای از چگونگی شنیدن انسان نمی تواند انواع صدا را بشنود. امواج صوتی با فرکانس بالا در صنعت و پزشکی استفاده می شود که قابل شنیدن نیست.
امواج صوتی با توجه به فرکانس آنها (تعداد موج در ثانیه) طبقه بندی می شوند. به عنوان مثال ، دامنه سونوگرافی از 20 کیلوهرتز تا 1 گیگاهرتز است. جوش اولتراسونیک از فرکانسهای مختلف از 20 کیلوهرتز تا 70 کیلوهرتز استفاده می کند. پایین ترین دامنه هنوز هم توسط گوش انسان قابل شنیدن است. این امر به این دلیل است که دامنه صدای شنیدنی (حداقل برای انسان) فقط 16 هرتز تا 20 کیلوهرتز است. حداکثر ، نوسانات بیش از این مقدار ارتعاش در نظر گرفته می شود.
جوش اولتراسونیک چگونه کار می کند؟
هنگامی که لرزش اولتراسونیک به یک ماده (مانند پلاستیک) حمله می کند ، زنجیرهای مولکولی شروع به نوسان می کنند. مولکول ها شروع به حرکت و مالش در برابر یکدیگر می کنند. این باعث ایجاد انرژی (معروف به گرمای اصطکاک) می شود. برای مواد ترموپلاستیک ، این فرآیند می تواند باعث شروع ذوب آنها شود. جوش اولتراسونیک از این اصل استفاده می کند. پس از مدت زمان نگهداری کوتاه تحت فشار اضافی ، مواد مختلف (مؤلفه ها) می توانند در سطح مولکولی در منطقه اتصال با هم جوش داده شوند.
جوشکاری اولتراسونیک برای چه چیزی مناسب است؟
جوش اولتراسونیک در عرض چند ثانیه بدون نیاز به ابزارهای کمکی مانند چسب یا پیچ رخ می دهد. از امواج اولتراسونیک برای ساخت بسته بندی ، قطعات خودرو ، اسباب بازی ها و موارد دیگر استفاده می شود ، به عنوان مثال ، از طریق:
1. قطعات قالب تزریق را وصل کنید (مانند اسباب بازی ها)
2. غشاهای تعبیه شده (مانند غشاهای فیلتر مورد استفاده در اجزای پزشکی)
3. ادغام چرم ، پارچه غیر بافته و منسوجات (مانند فیلترهای هوا در اتومبیل)
4. انواع مختلفی از مواد را با هم جمع کنید (مانند کیسه های هوا)
5. برای ایجاد اتصالات متناسب با شکل (مانند مخاطبین آهنربا در شارژرها) از فناوری تشکیل استفاده کنید
6. سوکت و آهنربای پیشخوان (به عنوان مثال آهنربای محصور شده برای فعال کردن سنسورها)
سیستم جوشکاری اولتراسونیک
یک سیستم جوشکاری اولتراسونیک از اجزای مختلف تشکیل شده است. اجزای فعال ارتعاشات ، ارتعاشات را منتقل می کنند و آنها را در اتصالات جوش داده شده اعمال می کنند. اجزای منفعل نیروی تولید شده را جذب می کنند و اجزای موجود در موقعیت مناسب را برطرف می کنند ، به خصوص در اتصالات جوشکاری که اجزای پشتیبانی به هم وصل می شوند.
مؤلفه ها:
ژنراتور اولتراسونیک
مبدل اولتراسونیک
میله دامنه اولتراسونیک
سر ابزار اولتراسونیک
ترکیبی از مبدل ها ، میله های دامنه و ژنراتورهای اولتراسونیک یک به اصطلاح پشته را تشکیل می دهد.
فناوری فرآیند: اصل تمرکز انرژی
به منظور ذوب دقیق اجزای ، لازم است انرژی لرزش در یک نقطه متمرکز شود. به این تمرکز انرژی گفته می شود. این نکته خاص جایی است که رشد گرما قوی ترین است و ذوب آن رخ می دهد - برای تعریف فرآیندهای جوشکاری کم انرژی استفاده می شود.
انواع تمرکز انرژی
همه چیز از نظر شکل است: برای تمرکز انرژی لرزش در نقطه صحیح ، شکل هندسی قطعات یا ابزارهایی که باید جوش داده شوند باید بر این اساس طراحی شوند. برای تمرکز ادغام مؤلفه ، مدیران انرژی (EDS) انرژی خود را بر روی خود مواد متمرکز می کنند. برای تمرکز هندسه ابزار ، شکل ابزار برای برنامه های خاص مناسب است.
با استفاده از امواج اولتراسونیک ، چه موادی را می توان جوش داد؟
به طور کلی ، بیشتر مواد ترموپلاستیک (پلاستیک هایی که می توانند هنگام گرم شدن از آنها شکل بگیرند) با استفاده از امواج اولتراسونیک می توانند جوش داده شوند. هرچه مواد سخت تر باشند ، بهتر می شوند. علاوه بر پلاستیک ، فلزات غیر آهنی مختلف مانند آلومینیوم ، نیکل ، برنج و مس نیز برای جوشکاری اولتراسونیک مناسب هستند.
